地铁供电系统继电保护网络化技术研究

地铁供电系统继电保护网络化技术研究

张超

成都地铁运营有限公司 成都 610000

摘要：近年来，社会快速发展，网络技术发展迅速，在计算机技术和通信技术不断进步和完善的基础上，社会各行各业在发展的过程中都会涉及到网络技术，例如：交通、工业等等，数据之间的互换和分享已经不受地域因素的限制，以往供电继电保护装置之间互相之间独立存在和并无联系的状态，已经逐渐转换成相互联系的一个统一系统。在此前提下，通信技术和网络技术取得了象征性的进步，进而促进了轨道交通的发展。本文首先对继电保护和轨道交通进行概述，其次说明了继电保护全面实现网络化通信功能的可行性，最后论述了地铁供电继电保护网络功能设想。

关键词：地铁供电；继电保护；网络化技术

引言

我国轨道交通发展至今，一般采用的都是过流保护以及零序保护等装置，独联状态下继电保护装置之间难以实现有效通信，轨道交通供电系统的稳定性也遭到破坏，在一定程度上也阻碍了轨道交通的发展。因此，继电保护网络化十分必要，有关部门和工作人员要加以重视，提高相关科学技术。

1概述

我国改革开放已经历了40个年头，社会经济不断进步不断深化和改革，基础建设中的轨道交通建设也获得了巨大的成就。目前在我国，轨道交通运输中常用的继电保护装置处于独联的状态，高电压侧差动速断保护、过流保护和零序保护，这些传统的保护措施使得继电保护装置之间通信较难实现，尤其对于电力调度来讲，需要确保系统供电的电能质量、使负荷分配符合规定的标准并满足用电部门要求，使供电系统安全、优质、经济运行。在此形式判断的基础上，本文主要讨论了供电继电保护网络化的技术。

2地铁供电系统继电保护网络化技术研究

2.1继电保护故障的维修手段

继电保护系统装置存在不同的种类，工作原理也存在差异，可通过以下几种方法进行分析：第一种是替换法。这种方法十分常见，指的是在继电保护装置发现供电系统出现异常时，对分析出的故障部分进行替换，即将不合格和有故障的零件替换为符合要求的零件，通过这种维修手段减少出现的问题。这种方法相对简单，知识性较低，所要掌握的技术要求也不高，在一般的继电保护系统维修时经常被使用。但其也存在一定不足，这种方法所观测到的问题范围具有一定的局限性，只有综合分析供电系统发生故障的原因，才能决定是否可以通过此方法来进行维修。第二种方法即短接法。这种方法是通过短接的方式来分析故障发生的范围，可先对一部分电路进行短接，观察是否有问题，如果没有问题，可采取同样的方法来对其他电路进行排查，以此来发现故障发生的大致范围。该方法适用于电流回路开关故障，通过一次次排查，缩小故障发生的范围，然后进行维修，倘若在该方法的检测下，发现故障发生的范围较大，无法进行有效维修，则可选用其他方式进行故障排查。综上所述，电路继电保护装置主要通过检测故障所在，然后对工作人员进行提示，具备专业知识的工作人员在有效时间内对电路进行检修，保证各项系统的正常运行，减少电力系统故障对乘客产生的影响。

2.2继电保护网络系统网络连接方式

光纤通道通常用于受中继保护的传输通道，包括专用光纤和多路光纤。短距离传输信道通常使用具有更高可靠性的专用光纤，并且长距离传输信道通常使用多路复用光纤。电力通信网络广泛使用具有同步数字系列（SDH）的光纤自愈环网络，通常是指使用分插复用器（Add-DropMultiplexer）形成环网以恢复其自身性能的保护方法。复用段的双纤双向交换环和复用段的四纤双向交换环更适合用于继电保护。例如，某地供电局网络通信的情况主要是实现主网与622Mbps骨干光纤网络的连接；变电站220千伏，110千伏（中央控制中心）和主站、变电站通过区域光纤通信网络接受2Mbps数据链路连接，形成基于光纤+SDH+IP（互联网协议）的时间表数据网络。关于中继保护失败的信息系统信息通过网络接口2M/10M传输和发送。大多数制造商现在可以使用带宽为2M的接口生产用于继电保护的设备，而新的变电站和发电站通常使用2M带宽接口，并具有2M接口的继电保护设备。带宽为100Mbps的高速以太网可用于上游主站之间的通信，国际标准网络通信协议用于为系统提供高速网络连接。特别地，变电站的内部网络可以用于形成用于站内通信的骨干网络，以便实现不同设备之间的信息交换。

2.3基于IEC61850的GOOSE网络技术

随着GOOSE网络新技术的发展和完善，继电保护数字式也得以实现，其面对通用对象的变电站事件是IEC61850标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求的机制。通常是使用在过程层信息输送和间隔层水平通信的过程中。保证多个IED之间的信息传输，其中包含输送跳合闸信号（命令）。基于GOOSE网络输送替代以往的硬接线，进而确保开关位置、闭锁信号等等之间实时信息的稳定输送。按照工厂试验和工程考证变电所之间UED设备间数据交换全部时间可降低到50ms，符合继电保护对时限的规定。GOOSE报文主要是利用组报，或者使用广播的形式对外输送，向多个物理设备同步发布一个通用的变电站事件信息。该机制的使用，可以确保系统范围之内迅速稳定的传输数据信息。优先级别技术，因为GOOSE报文的优先级比较高，在交换机之中引进多级队列，上述队列是根据优先级进行区分的；VLAN技术，主要指的是虚拟局域网技术，因为在整个以太网之中，设备节点的数量比较多，假如多个设备要吸收GOOSE报文，很容易发生网络风暴的情况。而VLAN技术的使用，则有效改善了这个问题，虚拟的将上述设备区分成一个局域网，将标识符布设自每个报文之中，进入网络后，则交换机会评估属于哪个VLAN；快速生成技术，在数据结构中引入快速生成技术，可以迅速的构建从发送端到接收端的一条最短途径，同时还具备自我恢复能力。

2.4继电保护装置的监测技术

继电保护装置对于供电系统的稳定性有很强的保护作用，除了具有差动保护和纵联保护方法以外，继电保护系统还能依靠检测安装处的电器量来对电路系统进行保护，进而加强对电路系统的进一步保护。以同一设备过往正常的运行状态下的数据为依据，将现在的运行状态与其进行比较，进而判断供电系统是否存在异常。通常情况下，二者的运行状态应是基本一样的，但如果出现了差异较大情况，那么该设备很容易被认为是存在故障。此种情况下，继电保护系统就会对两者的状态进行对比分析，当认为出现异常时，继电保护装置就会用报警的形式进行提醒，提醒工作人员供电系统已经出现问题，需要对其进行维修。

结语

总的来说，由于科学技术的不断发展和完善，网络技术在继电保护中的应用越来越受到重视。网络技术的应用在今后各行各业的发展中是必不可少的，因此，一方面要不断提高计算机技术和信息技术，另一方面要把这些技术合理应用到实际工程中。网络信息数据的分享与交流所受的各种局限性较小，改变了传统供电继电保护系统相互独立的状态，将各系统间有机联系在一起，在此基础上，地铁的供电系统不断完善。从另一方面来看，地铁如今也成为我国居民重要的出行方式，各项系统的完善直接影响乘客的人身安全和公共财产。因此，供电系统的继电保护系统是一个十分重要的任务，有关部门应设计好相关措施，保护地铁安全，促进地铁发展。

参考文献

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